CH624020A5

CH624020A5 -

Info

Publication number: CH624020A5
Application number: CH1195877A
Authority: CH
Inventors: Roman Mueller
Original assignee: Buehler Ag Geb
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1981-07-15
Also published as: JPS5741894B2; IT7828217A0; FR2404467A1; JPS5459382A; US4331072A; GB1600190A; ZA785176B; DE2754722C3; AR225278A1; IT1099635B; DE2754722A1; US4229486A; DE2754722B2; SU1017161A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von Mais.

Die industrielle Verwertung von Körnermais gewinnt im-30 mer mehr an Bedeutung in der Nahrungsmittel- und Futtermittelindustrie sowie in Brauereien und für Stärkefabriken.

Während die Brennerei den Mais ohne spezielle Vorbehandlung einsetzen kann, muss für die Brauerei und die Nahrungsmittelindustrie der Mais einer gezielten technologischen 35 Verarbeitung unterworfen werden. Hier ist die Trockenvermahlung zu Grits und Griessen erforderlich und auch üblich. In jedem Fall ist eine Abtrennung der Keime erwünscht, um sie der Ölgewinnung oder der Tierernährung zuzuführen.

Eines der Hauptziele einer Maismühle liegt nun darin, dass 40 einerseits die grösstmögliche Ausbeute von reinem Maisgriess, Maisgrits oder Maismehl sowie eine möglichst vollkommene Separierung der Maiskeime erreicht wird, wobei jedoch der geringstmögliche Anteil an unerwünschtem feinem Kornbruch entstehen soll.

45 Um aus den Maiskörnern eine maximale Ausbeute an fettarmem Produkt zu erhalten, muss mit einer mehrstufigen Verarbeitung der Keim vom Endosperm getrennt werden. Die Entkeimung ist dabei ein wesentlicher Faktor, der letztlich die Wirtschaftlichkeit der ganzen Maismühle mitbestimmt. Inner-50 halb der trockenen Entkeimungsverfahren haben neben dem klassischen Walzenentkeimen im wesentlichen drei Sonderverfahren eine breitere Anwendung gefunden.

Bei dem älteren, dem sogenannten Beall-Verfahren, werden die mit Hitze und Danpf vorbereiteten Maiskörner durch 55 einen vom Einlass zum Auslass konisch erweiterten Arbeitsraum geführt. Der Arbeitsraum ist nach innen durch einen konischen Rotor, nach aussen durch ein entsprechendes Gehäuse begrenzt. Beide Teile sind auf spiralförmigen Bahnen dicht mit besonderen Noppen oder Warzen besetzt. Der Rotor wird in 60 eine mittlere Umfangsgeschwindigkeit von etwa 10 m/sec versetzt. Im Bereich des Einlasses weist der Rotor spiralförmige Nuten auf, die ein zwangsweises Einspeisen ergeben. Am grossen auslassseitigen Ende sind beim Rotor die Noppen bzw. Warzen ebenfalls spiralförmig, jedoch mit entgegengesetztem 65 Drehsinn zu den übrigen und auch zu den Nuten angeordnet. Beim Auslass ist zudem noch eine Klappe angeordnet, damit sich beim Anfahren oder bei Störungen der Arbeitsraum nicht einfach leert. Die Arbeitsweise ist nun folgende:

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Die Maiskörner werden beim verjüngten Ende des Rotors eingespiesen und sofort durch die spiralförmigen Nuten in den eigentlichen Arbeitsraum mit den Noppen gepresst. Durch die Drehung des Rotors wirken die Noppen wie Reisszähne, die sowohl die Schale um das Maiskorn wie auch den Keim regelrecht ab- bzw. herausreissen und teils ausreiben. Durch die auslassseitigen Noppen wird der Produktdurchsatz gehemmt und ein eigentlicher Gegendruck auf den Produktstrom erzeugt. Es entsteht im Normalbetrieb eine kompakte Produktsäule innerhalb der, in einer Art Reib- oder Würgevorgang, die Noppen eine fast vollkommene Arbeit in bezug auf die Entkeimung und Schälung leisten.

Die grossen Nachteile dieses Verfahrens liegen neben einem verhältnismässig grossen Kraftbedarf insbesondere in der Erzeugung eines zu hohen Anteiles an Feinteilen. Trotz diesem Nachteil wird dieses Verfahren bei einigen Sonderfällen nach wie vor fast ausschliesslich verwendet, so zum Beispiel für die Herstellung von Maisgrits, als Ausgangsrohstoff für Corn-flakes. Mit der besonderen Arbeitsweise des Beall-Verfahreris werden grössere zusammenhängende Endospermteile mit einer gleichmässigen ebenen Oberfläche erzeugt, die, von einer geeigneten Maisqualität gewonnen, Voraussetzung für die Corn-flakesfabrikation sind.

Es wurde auch schon versucht, dieses Würge- oder Reibverfahren mit einfacheren und kleineren Rotorformen zu ersetzen. Ein bekanntes Beispiel dazu ist von der Anmelderin, bzw. Bühler-Miag vorveröffentlicht. Es wurde hier in direkter Zusammenarbeit mit der Anmelderin während jahrelanger Entwicklungstätigkeit, bis heute jedoch ohne Erfolg, ein vorteilhafteres Entkeimverfahren gesucht. Es war bisher nicht möglich, alle Einflussfaktoren derart aufeinander abzustimmen, dass es an Stelle des Beali-Verfahrens hätte eingesetzt werden können. Die Radialstifte, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 5 m/sec drehen, haben sich nicht bewährt. Es ist dann auch die Vermutung geäussert worden, dass bei der Maisentkeimung mit Vollfüllung des Arbeitsraumes und entsprechender Intensität des Arbeitsvorganges eine andere Arbeitstechnik angewendet werden soll.

Das zweite und jüngere Verfahren, das sich in einem grossen Teil der Maismüllerei durchgesetzt hat, ist in der DE-PS 1 298 864 (Bühler) beschrieben. Die Anmelderin selbst hat eine grosse Anzahl Mühlen gemäss diesem Entkeimungsverfahren gebaut, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der vorbereitete Mais zuerst einer Schäloperation zum Entfernen der Schale, dann der tatsächlichen Entkeimoperation zum Trennen des Keimes vom Endosperm unterworfen wird. Bei diesem Verfahren wird die Schälarbeit vorwiegend durch eine grössere Anzahl auf einer Welle befestigter Scheiben vollbracht. Die Praxis hat gezeigt, dass durch die bei diesem Verfahren verwendete Schälvorrichtung bei vielen Maissorten doch auch ein beachtlicher Prozentsatz der Entkeimarbeit geleistet wird. Die eigentliche Entkeimung wurde jedoch in anschliessenden Operationen, zum Beispiel mit der beim dritten Verfahren verwendeten Schlagvorrichtung oder aber auf Walzen, durchgeführt. Damit hier die Schälung überhaupt stattfindet, sind die Schälwerkzeuge als polygonförmige Scheiben ausgebildet, die auf der Seite des Einlaufs konkav und auf der Seite des Auslaufs konvex sind, wobei die Oberfläche mindestens der konvexen Seite dieser Scheibe aus ebenen Flächenteilen besteht, die zwischen Geraden angeordnet sind, welche von den Ecken der polygonförmigen Scheiben zur Rotorachse verlaufen und wobei aufeinanderfolgende Scheiben gegeneinander im Winkel versetzt sind.

Der Arbeitsraum für die Schälung ist zylinderförmig. Beim Austritt ist ein Schieber angeordnet, dies um im Betrieb eine grössere, lockere Produktmasse und die notwendige Verweilzeit für jedes Korn im Arbeitsraum sicherstellen zu können. In der Praxis ist immer wieder bestätigt worden, dass mit diesem

Verfahren eine 2—3 % grössere Ausbeute an Maisgriess sowie insbesondere Mais-Grits im Verhältnis zu dem erstgenannten Verfahren und sehr günstige Werte in bezug auf die abgetrennten Maiskeime ermöglicht werden. Wegen der entsprechend höheren Wirtschaftlichkeit der ganzen Maismühle wird dieses Verfahren verbreitet angewendet. Es wurde aber in einzelnen Fällen beanstandet, dass die in der ersten Verfahrensstufe verwendete Schälvorrichtung als Ganzes einen übermässigen Lärm nach aussen abgibt. Da jedoch der Lärm gerade durch die verfahrenstechnisch wichtigsten Elemente, nämlich den Rotor mit den besonderen Scheiben, verursacht wurde, hätte eine starke Verminderung des Lärms eine Beeinträchtigung der Arbeitsweise zur Folge gehabt. Hauptzweck dieses Verfahrens war jedoch, die Schälung vor der Entkeimung durchzuführen.

Beim dritten Sonderverfahren wird in einem zylindrischen Arbeitsraum, der aussen durch einen Siebmantel umgeben ist, der Mais durch eine schnelldrehende Schlägerwelle bearbeitet. Die in Form von Längsleisten ausgebildeten Schläger sind an einer zentralen, durchgehenden Welle befestigt. In einer Anwendung werden auf diese Weise von bereits gebrochenem und teilentkeimtem Mais die restlichen Keime abgeschlagen.

In einer anderen Anwendung werden trockene, ganze, ungeschälte und unvorbereitete Maiskörner mit den Schlagleisten grob zerkleinert und dabei schon ein verhältnismässig hoher Anteil der Keime ausgeschlagen. Es wird anschliessend die Keimfraktion ausgesiebt und meistens für die Ölgewinnung und die übrigen Maisteile als Futtermittel verwendet.

Beim dritten Verfahren ist der Grad der Entkeimung weniger gut beherrschbar im Vergleich mit den beiden vorgenannten. Auch wird ein höherer unerwünschter Feinanteil erzeugt.

Ziel der Erfindung war nun, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden, insbesondere aber eine weitere Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der ganzen Mühle zu erhalten.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mais in trockenem oder feuchtem Zustand mittels schnelldrehenden und in grosser Anzahl an einem Rotor befestigter Flügel wirbelartig durch einen zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum getrieben und zerkleinert wird und dass die Keime durch Kanten, die an den Flügeln nach aussen verlaufen, von dem Endosperm losgelöst werden.

Die Erfindung erlaubt damit zum Erstaunen der beteiligten Fachleute eine wesentliche Verbesserung der bekannten Verfahren, dies zumindest für eine grosse Anzahl der Anwendungsfälle. Bei gleicher Qualität wie bei den bisherigen Verfahren konnte die erforderliche Motorleistung um teils 30-40% gesenkt werden. Dadurch, dass einerseits eine lockere wirbelschichtartige Produktschicht aufrechterhalten, diese jedoch nur in einer Ringform zugelassen und bewegt wird, anderseits aber die Arbeit durch vom Rotor abstehende Flügel bzw. Kanten erzeugt wird, konnte die Reibung verringert und die Wirksamkeit der Entkeimung gezielt verbessert und eine weitgehende Entkeimung mit minimalstem Feinanteil erreicht werden. In Weiterausbildung des Erfindungsgedankens haben sich verschiedene besonders vorteilhafte Verfahren ergeben.

Zurzeit wird die breiteste Anwendung des Verfahrens darin gesehen, dass ganze, gereinigte Maiskörner mit Wasser und Heissdampf vorbereitet und in dem zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum zu einer locker bewegten Produktschicht gestaut, entkeimt und gleichzeitig geschält werden.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn auf der Arbeitsraumaussen-fläche Keime und gebrochene Mais- und Schalenteile als Siebdurchfall abgezogen und von dem Siebabstoss und Siebdurchfall die einzelnen Fraktionen: Keime, Schalen und Endospermteile ausgelesen und ausgesiebt werden.

Eine weitere sehr vorteilhafte Anwendung liegt darin, dass gebrochene und unvollständig entkeimte Maisteile wirbelartig

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durch den zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum getrieben und die Keime durch die schnell drehenden Flügelkanten von dem Endosperm losgelöst werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem zylindrischen Arbeitsgehäuse mit einer Eintrittsöffnung sowie einer Auslassöffnung mit einem im Arbeitsgehäuse angeordneten Rotor.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mit dem Arbeitsgehäuse einen zylinderförmigen Arbeitsraum mit ringförmiger Querschnittsfläche bildet und der Rotor eine grosse Anzahl an ihm befestigter Flügel aufweist und in eine hohe Umlaufgeschwindigkeit versetzbar ist und dass die Flügel Kanten aufweisen, die aussen, von dem Wandbereich des Arbeitsgehäuses, gegen den Rotor zu verlaufen. Der Rotor wird dabei vorzugsweise als Hohlwelle ausgebildet.

Überraschenderweise konnten mit der neuen Vorrichtung die Nachteile der bisherigen Vorrichtungen behoben werden. Dies ist besonders deshalb nicht selbstverständlich, wenn man bedenkt, dass einerseits ein gezielter Arbeitseffekt erreicht werden will, nämlich den Keim vom übrigen Maiskorn abzutrennen, anderseits aber diese Arbeit sozusagen im Dunkeln durchgeführt werden muss. In der neuen Vorrichtung bearbeiten die Kanten der Flügel jedes einzelne Korn innerhalb einer Menge von Körnern, die als ein loser Produktstrom sich daran vorbeibewegen. Durch die ringartige Ausbildung des Arbeitsraumes wird ein geordneter Durchlauf für jedes einzelne Maiskorn gewährleistet. Die neue Vorrichtung hat einen geringeren Kraftbedarf und erzeugt wenig Lärm.

Die Erfindung erlaubt ferner verschiedene weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungsgedanken. Zweckmässig werden die Flügel so ausgebildet, dass die Kanten der Flügel radial in bezug auf den Rotor verlaufen. Nach sehr langer Sucharbeit konnte festgestellt werden, dass die gewünschten Resultate dann am ehesten erreicht werden können, wenn die Flügel am äusseren Ende ein flaches Profil aufweisen und wenn ferner zumindest ein Teil der Flügel bzw. deren grosse Fläche mit der Rotorachse einen Winkel von 60—90° einnehmen. Je nach besonderem Einsatz kann es unerlässlich sein, dass die Vorrichtung im Bereich des Auslasses einen Schieber aufweist. Mit dem Schieber kann nämlich der Auslassquerschnitt eingestellt und ein stärkerer oder schwächerer Rückstau für den Mais erzeugt werden. Nach den bisherigen Versuchen wurde ermittelt, dass insbesondere dann, wenn der Mais gleichzeitig geschält und entkeimt werden soll, ein gezielter Stau in der doch locker bewegten Produktschicht beste Resultate erlaubt. Die Körner stützen sich gegenseitig ab und die sich daran vorbeibewegenden, seitlichen Kanten der Flügel schneiden und streifen gleichsam die Schalenteile ab.

Man erhält auf diese Weise einen tiefen Kraftbedarf für einen bestimmten Durchsatz und man kann gleichzeitig die Schälung vornehmen. Eines der grossen Probleme der Mais-vorbereitung liegt darin, dass extreme Unterschiede in der Form sowie in der Bearbeitbarkeit der einzelnen Maiskörner gegeben sind. Zumindest für die Extremfälle hat es sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, wenn die Flügel in verschiedene Winkellagen einstellbar sind. Ein wichtiger Punkt wird auch darin gesehen, dass der Rotor im Bereich des Einlaufes als Förderschnecke ausgebildet wird. Die Zweckmässigkeit dieses Gedankens wurde anfänglich von allen beteiligten Fachleuten stark bezweifelt.

Gemäss bisheriger Erfahrung war es nicht üblich, eine Förderschnecke mit dem bevorzugt verwendeten Rotor bzw. Gehäuse-Durchmesser von etwa 300 mm und einer Rotortourenzahl von etwa 800-1100 U./min als reine Förderschnecke für ein loses Schüttgut einzusetzen. Man war überzeugt, dass bei der Geschwindigkeit unerwünschter Kornbruch entstehen müsste und ein grosser Teil der Körner unkontrolliert umhergeschleudert werden müsste. Die Beteiligten waren um so mehr erstaunt, dass nicht nur ein reibungsloser Produkteinzug gegeben wurde, sondern darüber hinaus das bisher bekannte und auch gefürchtete Verkleben und Aufbauen von feinen Teilchen im Einlaufbereich besonders bei feuchtem Mais vollständig ausblieb. Es mag wohl sein, dass bei sehr hoher Geschwindigkeit der Förderschnecke einzelne Maiskörner zerbrochen werden. Dies wirkt sich für den ganzen Schälvorgang nicht negativ aus. Die optimalen Geschwindigkeiten für die äussersten Spitzen der Flügel des Rotors konnten in einem Bereich von 10-20 m/sec ermittelt werden. Die besten Einzugsverhältnisse konnten für feuchtes Rohmaterial dadurch erreicht werden, dass die Eintrittsöffnung direkt über der Förderschnecke und etwa radial in bezug auf den Rotor angeordnet ist. Bei trockenem Mais ist es jedoch vorteilhaft, einen tangentialen Einlauf vorzusehen. Es hat sich ferner auch bewährt, das Arbeitsgehäuse mit dem Rotor einem Sammelkasten anzuordnen und das Arbeitsgehäuse gegenüber dem Sammelkasten über Schwingungsdämpfungselemente abzustützen. Obwohl die ganze Vorrichtung senkrecht gestellt werden könnte, wird der liegenden Anordnung der Vorzug gegeben. Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nun anhand einiger Beispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt III—III von der Fig. 1.

Die Fig. 4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung dar.

Die Fig. 5 zeigt einen Flügel der Fig. 1 oder 4 in vergrös-sertem Massstab.

Die Fig. 6 zeigt etwas vereinfacht einen Schnitt durch ein ganzes Maiskorn.

In Fig. 7 ist vereinfacht in einem Diagramm der verfahrensmässige Ablauf der Reinigung, Entkeimung und Keimse-parierung dargestellt (die sogenannte Trockenentkeimung).

Die Fig. 8 zeigt vereinfacht die feuchte Verarbeitung von Mais.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 1, 2 und 3 ist liegend angeordnet, wobei ein Rotor 1 von einem Arbeitsgehäuse 2 umgeben und von einem Sammelkasten 3 umschlossen und als Einheit auf einen Ständer 4 abgestützt ist.

Das Arbeitsgehäuse 2 ist aus zwei demontierbaren Hälften, die aus gelochtem Blech bestehen, gebildet. Das Arbeitsgehäuse 2 hat ferner eine Eintrittsöffnung 5, in die ein Eintrittsstutzen 6 mündet. Der Eintrittsstutzen 6 mündet senkrecht und tangential in das Arbeitsgehäuse 2. Dies hat besonders bei trockenem Mais den Vorteil, dass das Gut schonend und doch mit hoher Durchsatzleistung eingespiesen werden kann.

Auf der rechten Seite der Fig. 1 befindet sich eine Produktaustrittsöffnung 7, die ganz oben am Arbeitsgehäuse 2 angeordnet ist und in einen Auffangkasten 8 mündet.

Die Lochung im Arbeitsgehäuse 2 ist genügend gross, so dass die Keime unmittelbar nachdem sie von dem Rotor 1 losgelöst wurden durch das Arbeitsgehäuse 2 durchtreten können. Da auch der wesentliche Teil des Arbeitsgehäuses 2 gelocht ist, werden auch alle übrigen Kornteile, die gleich oder kleiner sind als die Keime, durch die Lochung aus dem Arbeitsraum in den Sammelkasten 3 entlassen. Diese Massnahmen helfen, dass bei der neuen Vorrichtung nur ein minimaler Kornbruchanteil erzeugt wird.

Der Rotor 1 wird über Riemenscheibe 10, Keilriemen 11 und Riemenscheibe 12 von einem Motor 13 angetrieben und auf zwei Endlagern 14 und 15 abgestützt. Die Drehzahl des Rotors 1 liegt in der Regel zwischen etwa 800 und 1100 Touren. Für Sonderfälle können durch Auswechseln der Riemenscheiben 10, 12 auch leicht höhere oder tiefere Rotordrehzahlen eingestellt werden.

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Der Rotor I weist im ganzen Bereich des Arbeitsraumes bzw. Arbeitsgehäuses 2 eine grosse Anzahl Flügel 16 auf, die wie dargestellt bevorzugt auf Längsleisten 23 befestigt sind, bin Flügel 16 ist in Fig. 5 in grösserem Massstab dargestellt. Der Flügel 16 weist eine solche Stärke auf, dass er der Zerkleinerungsarbeit, die die Entkeimung ja bedingt, standhalten kann. Der dargestellte Flügel 16 hat zwei Kanten 17, 18, die arbeitswirksam sind.

Die Maisentkeimung wird bei den heutigen Anforderungen von den Fachleuten mit zu den schwierigsten Zerkleinerungsvorgängen gezählt. Es soll der Keimling in einem Stück sauber und mit der kleinstmöglichen Beschädigung aus dem übrigen Korn losgelöst und getrennt werden. Schlagmühlen, beziehungsweise die entsprechende Zerkleinerungs- und Mahltechnik, eignen sich für die Maisentkeimung nicht. Ebenso scheint eine entscheidende Verbesserung der spezifischen Maisentkeimung mit theoretischen Methoden ausgeschlossen.

Nach langer und intensiver Entwicklungsarbeit konnten auf empirischem Weg doch verschiedene neue Erkenntnisse gewonnen werden. Die wohl wichtigste Erkenntnis dürfte darin liegen, dass die Entkeimung dann optimal ist, wenn einerseits der Arbeitsraum genau definiert ist, bevorzugt eine zylindrische Ringform aufweist und anderseits das Produkt wirbelartig durch den Arbeitsraum getrieben und von einer grossen Anzahl Kanten 17, 18 die eigentliche Entkeimarbeit durchgeführt wird. Es ist nämlich ermittelt worden, dass die Anzahl der Flügel 16 die Entkeimarbeit nur indirekt beeinflusst, die Anzahl Kanten 17, 18 jedoch einen direkten Einfluss haben. Dies konnte dadurch bewiesen werden, dass bei einer Versuchseinrichtung bei allen Flügeln das mittlere Teil 19 herausgesägt wurde. Da für diesen Versuch ein weicherer Stahl gewählt wurde, konnte nicht nur am Arbeitsergebnis, sondern auch an der starken Abnutzung der Kanten (wie mit den strichpunktierten Linien 20 und 21 dargestellt ist), die Wirksamkeit der Kanten bewiesen werden. Ein weiterer Punkt wird ferner darin gesehen, dass Flächenstücke F, die eine Produktförderung bewirken, vorhanden sind, insbesondere aber die Dicke der Flügel 16 gross genug ist, zum Beispiel bis zu 1 cm oder mehr.

Dies ist nicht nur eine Frage der Festigkeit, sondern ergibt eine Verdoppelung der wirksamen Kanten 17, 18. Der in Fig. 5 dargestellte Flügel 16 weist ferner eine Bohrung 22 auf, um den Flügel 16 an den Rotor 1 bzw. an die Leisten 23 anzuschrauben. Diese Lösung erlaubt eine Verstellung der Schräglage der Flügel 16 um einen Winkel a bezüglich der Längsachse 24 des Rotors 1 bzw. der Förderrichtung 25.

Eine weitere Beobachtung konnte auch gemacht werden, indem die Abnutzung entsprechend der Linien 20 und 21 zeigt, dass der Arbeitsraum nicht vollgepresst ist mit Mais, sondern dass zumindest die Arbeitszone im äusseren Bereich liegt. Dies ist aber eine Voraussetzung, um eine lockere, wirbelartige Bewegung des Gutes im zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum zu garantieren. Einzelne Körner können nach innen ausweichen.

In Fig. 1 und 2 sind auf dem Umfang des Rotors 1 acht Längsleisten 23 dargestellt. Auf jeder Längsleiste 23 ist eine grosse Anzahl Flügel 16. Auf einer Länge von gegen 2 m wurden beste Resultate mit etwa 20-40 Flügeln 16 pro Längsleiste

23 festgestellt. Die Flügel 16 sind ferner von einer auf die nächste Längsleiste 23 betrachtet in Richtung der Rotorachse

24 versetzt. Durch die Vielzahl der Flügel 16 wird die Produktmasse nicht nur intensiv bearbeitet, sondern auch gut geführt. Anderseits entsteht durch die Lochung des Arbeitsgehäuses 2 ein Abbremseffekt, so dass tatsächlich gezielt eine rechenartige Führung und entsprechend lokale Wirbelbewegung entsteht; zudem wird die Produktmasse als ganzes wie ein Wirbel vom Eintritt zu der Austrittsöffnung 7 im zylindrisch ringförmigen Raum um die Achse 24 des Rotors 1 herumgewirbelt.

Es ist ferner möglich, die Kanten 17, 18 von Anfang an radial wie dargestellt, schräg entsprechend der strichlierten Linien 20, 21 oder sogar schräg in Achsrichtung geneigt anzuordnen.

Ein neuer und ganz wesentlicher Punkt wird ferner darin gesehen, dass die grösstmögliche Entkeimungsarbeit in einem Durchlauf durch den Arbeitsraum vollbracht wird und gleichzeitig die Keime und die kleineren Maisteile durch die Lochung im Arbeitsgehäuse 2 weggeführt werden. Zu diesem Zweck ist das Arbeitsgehäuse 2 auf der ganzen Fläche gelocht. Es wird damit je nach besonderer Anwendung ohne weiteres 60-80 oder gar 90 und mehr % der Entkeimarbeit in einem Durchlauf geleistet, so dass nur noch ein geringerer Anteil der Produktmasse das Arbeitsgehäuse durch die Austrittsöffnung 7 verlässt. Hiezu ist es also von Vorteil, die Öffnung 7 ganz oben anzuordnen, damit auch ein gewisser Stau entsteht.

Durch die hohe Rotordrehzahl wird das Gut trotzdem durch die Öffnung ausgeschleudert und das Arbeitsgehäuse wird durch den Rotor von selbst gereinigt.

Die beiden Hälften des Arbeitsgehäuses 2 sowie auch der Rotor 1 können durch die Bedienungstüren 30 und/oder 31 kontrolliert, montiert bzw. demontiert werden. Das Arbeitsgehäuse 2 ist über Schwingungsdämpfungselemente 36 auf dem Sammelkasten 3 befestigt. Der Eintrittsstutzen 6 mündet, wie aus Fig. 2 entnommen werden kann, tangential in den Arbeitsraum. Der Sammelkasten 3 ist unten in zwei Gossen 32, 33 zusammengezogen mit Produktablauf 34, 35. Die in Fig. 1, 2, 3 und 5 dargestellte Ausführung der Vorrichtung wird bevorzugt für die trockene Entkeimung eingesetzt.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung hat sich besser für die Feuchtentkeimung bewährt. Der Grundaufbau ist in Fig. 4 an sich gleich wie in Fig. 1, so dass auf eine Wiederholung der entsprechenden Teile verzichtet werden kann. Ein Rotor 40 ist in einem Arbeitsgehäuse 41 angeordnet, das seinerseits von einem Sammelkasten 42 umgeben ist. Das auffälligste Merkmal in Fig. 4 liegt in der Einzugsschnecke 43, die ein- oder mehrgängig ausgebildet sein kann und direkt auf dem Rotor 40 anstelle von Flügeln 16 angeordnet ist. Die Einzugsschnecke 43 hat dabei einen Kerndurchmesser, der gleich gross ist wie der Fussdurchmesser des Rotors, auf dem die Flügel 16 befestigt sind.

Wenn der Mais angefeuchtet ist, so hat er bekanntlich eine sehr unangenehme Eigenschaft. Es sind dies insbesondere feine Teile, Abrieb usw., die an Wandteilen anhaften und sehr schnell dicke Schichten bilden, bis der Durchgang verschlossen ist. Es ist bei der Maisverarbeitung bekannt, dass besonders der Produkteintritt zu Verstopfungen neigt. Die beteiligten Fachleute waren denn auch sehr überrascht, als diese Verstopfung ausblieb. Dies wird einerseits auf die hohe Drehzahl von 800-1100 T/min bei einem relativ grossen Durchmesser und anderseits auf die eigentliche Ausbildung als Förderschnecke zurückgeführt, das heisst nicht eine Pressschnecke. Der auch hier als Hohlwelle ausgebildete Rotor 40 hat auf der ganzen Länge einen einheitlichen Durchmesser und der Aus-sendurchmesser der Förderschnecke ist etwa gleich gross wie derjenige der Flügel 16, so dass die Tiefe der Einzugsschnecke 43 etwa der Höhe «X» des Arbeitsraumes, das heisst etwa einer Handbreite bzw. etwa 5-10mal der Länge eines Maiskornes, entspricht.

Im Falle einer zweigängigen Schnecke genügt je ein voller Schneckenumgang. Die Einzugsschnecke 43 soll aber beidseitig über die Eintrittsöffnung 5 hinausstehen.

Wie weiter unten noch mit einem Diagramm gezeigt wird, erlaubt die neue Lösung bei entsprechender Vorbereitung vom Mais, insbesondere mit Wärme und Feuchtigkeit, gleichzeitig mit der Entkeimung auch eine fast vollständige Schälung durchzuführen. Um dies zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, vom austrittseitigen Ende her einen Rückstau zu er5

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zeugen. Die nach der Vorbehandlung leicht lösbaren Schalen werden dann, teils auch infolge Reibung, Korn an Korn und an der Vorrichtung (Flügel 16 wie Arbeitsgehäuse 2), gelöst und können anschliessend abgetrennt werden. Die Grösse des Rückstaus ist mit der jeweiligen Einstellung eines Schiebers 44 wählbar.

In Fig. 6 ist ein schematischer Längsschnitt durch ein Maiskorn dargestellt. Die Darstellung ist gegenüber den natürlichen Abmessungen etwa 1 Ornai vergrössert. Es werden hier lediglich die besonders interessierenden Teile bezeichnet. Das ganze Maiskorn wird mit einer Schale oder Fruchtwand 50 umgeben. Nach innen sind drei Schichten: das Aleuron 51, das hornige Endosperm 52 und das mehlige Endosperm 53, die zusammen das Endosperm ergeben. Der innerste Teil, der flä-chenmässig etwa V3 ausmacht, ist der eigentliche Keim 54. Zu unterst ist die Spitzkappe 55.

Der Keim hat wegen seiner besonderen Beschaffenheit insbesondere auch wegen des hohen Gehalts an Fett ein elastisches Verhalten. Das Endosperm ist demgegenüber eher brüchtig. Dies sind neben dem Gewicht die zwei wichtigsten Eigenschaften, die es auch erlauben, in grossindustrieller Verarbeitung den Mais in Endosperm und Keim zu trennen.

In Fig. 7 ist in einem vereinfachten Diagramm die trockene Verarbeitung von Mais dargestellt. Die rohen Maiskörner werden bei 60 angeliefert, über eine Waage 61 und ein Sieb mit anschliessendem Aspirationskanal 62 geleitet. Es werden in einem Tischausleser 63 Fremdbestandteile wie Steine usw. ausgelesen und der gereinigte Mais über einen Förderer 64 in einer Siloanlage 65 gespeichert.

Um eine gleichbleibende Qualität der Endprodukte zu erhalten, wird der Mais über besondere Ausläufe 66 entmischungsfrei abgezogen, über Dosiereinrichtungen 67 einer Waage 68 zugeführt, von der die Maiskörner in die Vorrichtung zum Entkeimen 69 etwa gemäss Fig. 1 gespiesen werden.

Alle entkeimten Maisfraktionen (der Teil, der durch die Sieblochung des Arbeitsgehäuses 2 fällt ebenso wie der Teil,

der durch die Produktaustrittsöffnung 7 in Fig. 1 fällt) werden mit einem Förderer in einen Plansichter 71 geleitet. Der Plan-sichter 71 kalibriert das Produkt in verschiedene Grössenklas-sen. Die mittleren und kleineren Fraktionen werden in einen 5 Tarar gegeben, der leichte Teile wie Schale usw. wegnimmt. Die eigentliche Trennung in Keim und Endospermfraktion wird in einem Tischausleser durchgeführt, was unter Ausnützung der Schwereunterschiede von Keim und Endospermtei-len möglich ist. Die ungenügend zerkleinerten Fraktionen io werden vom Plansichter 71 direkt einer zweiten Vorrichtung zum Entkeimen 74 zugeführt und in einer anschliessenden Trennstufe in Form eines zweiten Plansichters 75 usw. zugeleitet. Selbstverständlich ist es in der Praxis je nach Anforderung möglich, noch weitere Verfahrensstufen vorzusehen, z. B. is Walzentkeimung usw., was jedoch nicht Gegenstand dieses Schutzrechtes ist.

In Fig. 8 ist die sogenannte Feucht-Entkeimung dargestellt. Reinigung und Siloanlagen sind hier nicht dargestellt. Die ganzen Maiskörner werden aus Behältern 80 und einer Dosiervor-20 richtung 81 über einen Förderer 82 und einen Abscheider 83 in einen Vorbehälter 84 gegeben. Der Mais wird dann über einen Schneckendosierer einer Wärme- und Dampfbehandlungsstufe 86 zugeführt, was ein Lösen der Schale vom Endosperm bezweckt. Anschliessend wird das Produkt direkt in eine Vor-25 richtung 87 zum Entkeimen und Schälen etwa gemäss Fig. 4 gegeben. Die Trennung in die einzelnen Fraktionen vollzieht sich analog wie in Fig. 7 über Plansichter 88, Tarar 89 und Tischausleser 90, wobei hier allerdings ein entsprechend grösserer Anteil an Schalen anfällt. Die nicht genügend zerkleinerten 30 Maisteile werden nochmals der Vorrichtung 91 zum Entkeimen zugeführt, wobei es sich um eine Vorrichtung gemäss Fig. 1 oder 4 handeln kann. Die eigentliche Trennung ist auch hier schematisch mit einem Plansichter 92 angedeutet.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

624 020 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Entkeimen von Mais, dadurch gekennzeichnet, dass der Mais in trockenem oder feuchtem Zustand mittels schnelldrehender und in grosser Anzahl an einem Rotor befestigter Flügel wirbelartig durch einen zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum getrieben und zerkleinert wird und dass die Keime durch Kanten, die an den Flügeln nach aussen verlaufen, von dem Endosperm losgelöst werden.

(2) gegenüber dem Sammelkasten (3) über Schwingungsdämp-fungselemente (36) abgestützt ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ganze, gereinigte Maiskörner mit Wasser und Dampf vorbereitet und in dem zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum zu einer locker bewegten Produktschicht gestaut, entkeimt und gleichzeitig geschält werden.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Arbeitsraumaussenfläche Keime und gebrochene Mais- und Schalenteile als Siebdurchfall abgezogen, von dem Siebabstoss und dem Siebdurchfall die einzelnen Fraktionen, Keime, Schalen und Endospermteile, ausgelesen und ausgesiebt werden.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass gebrochene und unvollständig entkeimte Maisteile wirbelartig durch den zylindrisch ringförmigen Arbeitsraum getrieben und die Keime durch die schnell drehenden Flügelkanten von dem Endosperm losgelöst werden.

5 zontal liegend angeordnet ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, mit einem zylindrischen Arbeitsgehäuse mit einer Eintrittsöffnung, sowie einer Auslassöffnung, sowie einem im Arbeitsgehäuse angeordneten Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) mit dem Arbeitsgehäuse (2) einen zylinderförmigen Arbeitsraum mit ringförmiger Querschnittsfläche bildet und der Rotor (1) eine grosse Anzahl an ihm befestigte Flügel (16) aufweist und in eine hohe Umlaufgeschwindigkeit versetzbar ist und dass die Hügel (16) Kanten (17,18) aufweisen, die aussen, von dem wandnahen Bereich des Arbeitsgehäuses (2), gegen den Rotor (1) zu verlaufen.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (17,18) an den Flügeln in bezug auf den Rotor (1) radial verlaufen.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (16) am äusseren Ende ein flaches Profil aufweisen und dass bei einem Teil der Flügel (16) die grosse Fläche mit der Rotorachse (24) einen Winkel a von 60-90° einnimmt.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel a einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (16) auf wenigstens 6 an der Hohlwelle befestigten Längsleisten (23) angebracht sind, wobei die Flügel (16) von einer Längsleiste (23) zu der nächsten in Richtung der Achse (24) des Rotors (1) versetzt sind.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Längsleiste (23) etwa 20 Flügel (16) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) im Bereich des Einlaufes eine Einzugsschnecke (43) aufweist.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugsschnecke (43) direkt unter der Eintrittsöffnung (5) angeordnet und der Eintrittsstutzen (6) etwa radial in bezug auf den Rotor (1) mündet.

13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 5, 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (17, 18) der Flügel (16) mit dem Rotor (1) in eine Umfangsgeschwindigkeit von 10-20 m/sec. gebracht werden.

14. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgehäuse (2) mit dem Rotor (1) in einem Sammelkasten (3) angeordnet, und das Arbeitsgehäuse

15 fläche gelocht ist.

15. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgehäuse (2) mit dem Rotor (1) hori-

16. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 und 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgehäuse (2) oben am austrittsseitigen Ende eine Produktaustrittsöffnung (7) aufweist, die in einen Auffangkasten (8) mündet.

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17. Vorrichtung nach Patentanspruch 5 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktaustrittsöffnung (7) mit einem Schieber (44) einstellbar ist.

18. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgehäuse (2) auf der ganzen Arbeits-

19. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Abmessung (X), des zylindrischen, ringförmigen Arbeitsraumes (2) 5-10mal der Länge eines Maiskornes entspricht.

20 20. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) als Hohlwelle ausgebildet ist.